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黑洞的偏振光，磁场的风向标 太阳镜下的黑洞，别有洞天 加注在人类第一张黑洞照片上的偏振信息
图解：继2019年第一张黑洞照片发布后，天文学家们重制了该黑洞的偏振光图像。 当年，有史以来黑洞照片的第一次发布曾震动了全世界。现在，天文学家们又一次发布了黑洞的照片，而这次还获得了黑洞周围磁场的部分信息，使得人们对于这种超大质量天体有了新方面的认识。
2019年，事件视界望远镜（the Event Horizon Telescope，缩写为EHT）组织拍摄了第一张黑洞照片。该黑洞位于M87星系中心，距离地球约5500万光年。照片的内容是一个中心较暗的亮环，这个较暗的中心就是黑洞所在的区域。在拍摄这张照片时，天文学家注意到黑洞周围有大量的偏振光。现在，黑洞的偏振光照片也被拍摄出来了，它展现了黑洞的另一个样子。
偏振光是一种具有方向性的光，它和自然光在亮度规律上存在差异。自然光在穿过太阳镜后会成为偏振光。类似地，在高温强磁场环境下粒子产生的同步辐射光也存在偏振现象。 因为光的偏振和磁场息息相关，所以这张偏振光的照片清楚地表明，黑洞周围亮环所在的区域是充满磁场的。EHT偏振工作组成员、荷兰拉德堡德大学助理教授莫妮卡·莫西布罗德斯卡（Monika Moscibrodzka）告诉我们：“这说明，亮环区域所发出的光肯定和事件视界附近的磁场脱不开干系。”
这是天文学家第一次测量到如此靠近黑洞边缘的区域所发出的偏振光。这张黑洞的新照片非常壮观，不仅如此，它还向我们提供了一些关于M87黑洞所发射的强射电喷流的新信息。 “在首次发布的照片中，我们只刻画了光的强度，” 莫西布罗德斯卡谈到2019年发布的那张照片时说，“现在，我们把偏振的信息也添加上去了。”
科罗拉多大学博尔德分校助理教授、EHT理论工作组成员杰森·德克斯特（Jason Dexter）在一封电子邮件中写道：“新发布的这张带有偏振信息的照片，标志着人们已经朝着更多地了解黑洞附近气体，进而了解黑洞如何生长、如何产生射电喷流迈出了重要一步。”。 为了拍摄黑洞的照片，该项目使用了来自世界各地的八台望远镜（即EHT），将它们的力量结合起来，就像建造了一个地球大小的望远镜一样。
“EHT的射电望远镜有接收器，可以用记录宇宙中的偏振光信号，”西班牙瓦伦西亚大学EHT偏振测量工作组成员、GenT特聘研究员伊万·马蒂·维达尔（Ivan Marti Vidal）称，“这些偏振光接收器的工作方式与人们使用的偏光太阳镜类似。” 通过M87星系中黑洞的偏振光照片，研究小组更好地观测了黑洞的事件视界。事件视界也被称为“不归点”，因为在事件世界内部，任何物质都不可能逃出黑洞了。该照片还能帮助研究小组更好地研究吸积盘中物质的相互作用。吸积盘是一个绕转在黑洞周围的由热气和弥散在空间中的其他物质组成的圆盘，其中的物质不停地向黑洞视界内部掉落。
这张偏振光照片以及该团队的努力，进一步加深了科学家对黑洞附近磁场的理解。毕竟，M78星系中心的黑洞是怎么把比整个M78星系还要庞大的射电喷流喷发出来的，这仍然是一个谜。 “天文学家长期以来一直认为黑洞附近的热气激发的磁场在让吸积盘中的物质掉入黑洞并向周围发射相对论性高能粒子喷流方面发挥着重要作用。而我们看到的偏振光照片告诉我们，在M87星系黑洞的喷流处的磁场，在结构和强度上都相当接近于天文学家们一直所认为的。”德克斯特说。
图解：M87星系中黑洞喷流的偏振光照片，表征了喷流方向上的磁场结构。 况且，观测结果不仅仅表征了M87星系中黑洞边缘的磁场，还表明那里的热气是强烈磁化的。 德克斯特补充道：“我们不仅像预期的那样观测到了黑洞附近的磁场，更主要的发现是，这个磁场应是相当强的。我们的研究结果表明，磁场会影响黑洞周围气体的运动，使其更难掉入黑洞。这个结果为研究黑洞如何吞噬物质而变大的课题提供了一条有趣的线索。”
马蒂·维达尔说：“我们仍然不明确黑洞产生喷流的所有细节，但我们知道磁场可能发挥着关键作用。”该团队称，未来打算继续研究M87星系的黑洞，且不仅要以偏振光的视角观测它，还要“以不同的观测波长对其成像，来制作黑洞及其周围区域的更完整的照片，并更精细地探查黑洞周围的磁场数据”。 这项研究有EHT的来自世界各地组织的300多名研究人员参与，其具体内容已于2021年3月24日发表在《天体物理学杂志通讯》（The Astrophysical Journal Letters）的两篇论文【1】中。 BY: Chelsea Gohd FY: 浪漫主义学派 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 选文：天文志愿文章组- 翻译：天文志愿文章组-浪漫主义学派 审核：天文志愿文章组- 终审：天文志愿文章组-零度星系 排版：天文志愿文章组-零度星系 美观：天文志愿文章组- 参考资料 1.WJ百科全书 2.天文学名词 3.原文来自：https://www./first-black-hole-image-polarized-m87 注意：所有信息数据庞大,难免出现错误,还请各位读者海涵以及欢迎斧正. 本文由天文志愿文章组-浪漫主义学派翻译自文章作者Chelsea Gohd的作品,如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除. 结束,感谢您的阅读与关注 全文排版：天文在线(零度星系) 转载请取得授权,并注意保持完整性和注明出处 浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底 |
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